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マイクロフルイディクスを駆使した水の窓域の軟X線時間分解分光法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 19H02628
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

足立 俊輔  京都大学, 理学研究科, 准教授 (90431874)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワード軟X線パルス / アト秒科学 / 水の窓 / 軟X線 / マイクロフルイディクス / 超高速分光 / 超短パルスレーザー / 高次高調波 / 液相 / 過渡吸収
研究開始時の研究の概要

マイクロフルイディクス(微小流体工学)を駆使して厚さ約1マイクロメートルの液体薄膜を生成し、水の窓(波長2.3~4.4ナノメートル)軟X線による液相の時間分解測定を実現させることを目的とする。水の背景信号に埋もれた溶質分子からの微かな信号を選択的に検出できる、分子の電子状態や構造の変化を鋭敏に検出できる、といった特徴は反応ダイナミクス研究に大きな革新をもたらす。

研究成果の概要

赤外の高強度光パルスをドライブレーザーとする高次高調波発生により、CおよびN原子のK吸収端をカバーする水の窓軟X線を得た。マイクロフルイディック(微小流体工学)チップを用いて生成した厚さ<1μmの液膜ジェットを液体試料として、水の窓軟Ⅹ線を用いた液相の過渡吸収測定を行うための装置(エネルギー分解能1 eV、時間分解能20 fs)を完成させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水由来の背景信号に埋もれた溶質分子からの微かな信号を選択的に検出できる、分子の電子状態や構造の変化を鋭敏に検出できる、といった軟Ⅹ線分光の特徴は反応ダイナミクス研究に大きな革新をもたらす。溶質と溶媒の相互作用(溶媒効果)が化学反応にどのような影響を与えているかを明らかにし、さらには生命科学・環境科学・エネルギー等の幅広い分野に大きな影響を与えることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Methyl substitution effects on the non-adiabatic dynamics of benzene: lifting three-state quasi-degeneracy at conical intersections2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Shunsuke、Suzuki Toshinori
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 5 ページ: 2814-2818

    • DOI

      10.1039/c9cp06164a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ流体チップを用いた液膜ジェットの生成と水の窓軟Ⅹ線過渡吸収分光への応用2023

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔、鈴木俊法
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体チップを用いた気・液相の軟Ⅹ線時間分解分光2023

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔、鈴木俊法
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Soft X-ray time-resolved spectroscopy in gas and liquid phases using a microfluidic chip2023

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Adachi
    • 学会等名
      Conference on Laser and Synchrotron Radiation Combination Experiment 2023 (LSC2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Shedding vacuum-UV light on non-adiabatic dynamics of molecules during and after passing through conical intersections2021

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Adachi
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-adiabatic dynamics of benzene and its methyl derivatives studied by vacuum-UV time-resolved photoelectron spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Adachi, Takuya Suzuki, Shotaro Kudo, Toshinori Suzuki
    • 学会等名
      34th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水の窓軟X線を用いた液相での過渡吸収分光実現に向けた装置開発2019

    • 著者名/発表者名
      足立 俊輔、矢野 晃生、鈴木 俊法
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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